Основные принципы биомеханики
РЫЧАГ
Плечо силы
Свойства рычага
Виды рычагов
Виды рычагов
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ МЫШЦ
Функциональные группы мышц
Мышечная координация движений
Виды работы мышц
Кинематические цепи
Открытая кинематическая цепь
Закрытая кинематическая цепь
Расположение ОЦТ определяют:
Виды равновесия тела
Условия устойчивости тела
15.48M
Категория: БиологияБиология

Основы биомеханики

1.

Основы биомеханики
Тюменский колледж производственных и социальных технологий, 2021 г.

2. Основные принципы биомеханики

1. Движение в суставах определены их формой
2. Усилие мышечного сокращения направлено:
а) вдоль мышцы
б) перпендикулярно к оси сустава
в) к неподвижной точке на кости (punctum fixum)
3. Кости, суставы и мышцы образуют рычаги
двигательного аппарата. Весь суставной аппарат
рассматривается как система рычагов.
Тюменский колледж производственных и социальных технологий, 2021 г.

3. РЫЧАГ

То
Fd
Ft
То – точка опоры или
точка вращения
Fd - точка приложения
действующей
(движущей) силы или
сила мышечного
сокращения
Ft - точка приложения
противодействующей
силы или силы
тяжести
Тюменский колледж производственных и социальных технологий, 2021 г.

4. Плечо силы

Плечо силы – это
кратчайшее
расстояние от точки
опоры до линии
действия силы:
LFd – плечо
действующей силы
LFt – плечо противодействующей силы
Тюменский колледж производственных и социальных технологий, 2021 г.

5.

МОМЕНТ СИЛЫ – величина,
характеризующая
вращательный
эффект силы при
действии ее на рычаг.
M = F×L
где
F – сила,
L – плечо силы
Тюменский колледж производственных и социальных технологий, 2021 г.

6. Свойства рычага

Условие равновесия рычага:
Σ М = О или MFt = MFd
При движении:
это равенство нарушается и рычаг
вращается в направлении той силы, момент
которой больше
чем больше момент силы, тем больше
эффект действия мышцы
Тюменский колледж производственных и социальных технологий, 2021 г.

7. Виды рычагов

РЫЧАГ 1 РОДА= РАВНОВЕСИЯ
Двуплечий
(точки приложения сил располагаются по разные
стороны от точки опоры)
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.
7

8. Виды рычагов

РЫЧАГИ 2 РОДА
Одноплечие
(точки приложения сил располагаются по одну
сторону от точки опоры)
РЫЧАГ
РЫЧАГ СИЛЫ
СКОРОСТИ =
ЛОВКОСТИ
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

9.

РЫЧАГ РАВНОВЕСИЯ (1 РОДА )
То – вертикаль из ЦТ
проходит спереди от
фронтальной оси сустава
Ft – направление силы
тяжести
Fd – направление
равнодействующей
мышечной cилы
LFt – плечо силы тяжести
LFd – плечо мышечной силы
Тюменский колледж производственных и социальных технологий, 2021 г.

10.

РЫЧАГ РАВНОВЕСИЯ (1 РОДА )
Равновесие - MFt = MFd
силы направлены в одну
сторону
Сгибание - MFt > MFd
если мышцы выйной области
расслабляются
Разгибание – MFt < MFd
если увеличивается тяга мышц
выйной области
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

11.

РЫЧАГ СИЛЫ (2 РОДА)
То – головки
плюсневых костей
Fd – направление действующей силы
Ft – направление силы тяжести
LFt, LFd – плечи сил
LFd >LFt,
следовательно, MFd >
MFt
выигрыш - в силе
минус - в малой
Тюменский колледж
производственных
и социальных
амплитуде
ив
технологий, 2021 г.

12.

РЫЧАГ СКОРОСТИ (2РОДА)
То – локтевой сустав
Ft – направление силы
тяжести
Fd – направление
равнодействующей
мышечной силы
LFt, LFd – плечи сил
<LFt, следовательно,
MFd <
LFd
выигрыш
- в
MFt
амплитуде
движения, в
скорости, ловкости
минус - малая
действующая
сила.
Тюменский колледж производственных и социальных технологий, 2021 г.

13.

РЫЧАГ СКОРОСТИ (2РОДА)
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

14. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ МЫШЦ

1. Физиологический поперечник – сумма площадей
поперечных сечений всех мышечных волокон,
входящих в состав мышцы.
Анатомический поперечник – площадь поперечного
сечения мышцы перпендикулярно ее длине в
наиболее широкой части.
Веретенообразные
мышцы –
динамическая
нагрузка
Перистые
мышцы –
статическая
нагрузка
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

15.

Сила мышцы, имеющей площадь поперечного
сечения 1 см2 примерно равна 10 кг
Для сгибателей бедра –
около 540 кг
Для сгибателей предплечья
– около 160 кг
Тюменский колледж производственных и социальных технологий, 2021 г.

16.

Для жевательных мышц, поднимающих нижнюю
челюсть – 390-400 кг. Площадь поперечного сечения
трех пар мышц составляет в сумме 39 см2.
Жевательная мышца – 7,5 см2
Височная мышца – 8 см2
Медиальная крыловидная
мышца – 4 см2
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

17.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ
ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ МЫШЦ
2. Количество моторных единиц, участвующих в
сокращении.
Для включения большого количества моторных
единиц необходимы следующие условия:
замах
при этом мышца растягивается,
следовательно,
раздражается
больше нервных волокон и
больше
моторных
единиц
«включается» в сокращение
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

18.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ
ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ МЫШЦ
2. Количество моторных единиц, участвующих в
сокращении.
Для включения большого количества моторных
единиц необходимы следующие условия:
состояние нервной системы
настрой
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

19.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ
ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ МЫШЦ
2. Количество моторных единиц, участвующих в
сокращении.
Для включения большого количества моторных
единиц необходимы следующие условия:
состояние нервной системы
чрезмерное возбуждение
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

20.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ
ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ МЫШЦ
3.Состав мышечных волокон
В одной моторной единице содержится один вид
мышечных волокон.
Стайер – преобладают
красные мышечные
волокна – статическая
работа
Спринтер - преобладают
белые мышечные
волокна – динамическая
работа
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

21.

У девятикратного олимпийского чемпиона Карла
Льюиса в мышцах ног белых волокон было более
70%. Поэтому в беге на короткие дистанции он
развивал скорость – 45 км/ч.
Тюменский колледж производственных и социальных технологий, 2021 г.

22.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ
ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ МЫШЦ
4. Величина плеча действующей силы
Чем меньше LFd, тем большую силу нужно
приложить для оптимального момента вращения
(M=FxL)
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

23.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ
ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ МЫШЦ
5. Угол прикрепления мышцы
Оптимально при 90º
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

24. Функциональные группы мышц

АГОНИСТЫ – одна или несколько мышц в каждой
функциональной мышечной группе выполняют
основную функцию
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

25.

Функциональные группы мышц
СИНЕPГИСТЫ мышцы одного сустава,
которые осуществляют
функцию в одном
направлении
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

26.

Функциональные группы мышц
АНТАГОНИСТЫ - мышцы одного сустава,
которые осуществляют работу в противоположных
направлениях.
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

27.

Функциональные группы мышц
m. flexor carpi radialis
m. flexor carpi ulnaris
Синергизм: сгибание запястья
Антагонизм: приведение и отведение кисти
Тюменский колледж производственных и социальных технологий, 2021 г.

28.

По отношению к суставам:
1. Односуставные мышцы
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.
m. deltoideus
m. brachialis

29.

Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.
По отношению к суставам:
2. Многосуставные мышцы
m. quadriceps femoris
m. biceps brachii

30.

Пассивная мышечная
недостаточность
неспособность мышц
выполнять движения по
причине предельно
растянувшихся мышц
антагонистов
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

31.

Активная мышечная недостаточность
многосуставная мышца не может произвести
движение в полном объеме во всех суставах (т.к.
длина мышцы недостаточна для удержания или
Тюменский колледж
выполнения движения).
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

32. Мышечная координация движений

В каждом движении участвуют несколько мышц,
являющихся синергистами и антагонистами.
Во время сокращений синергистов
рефлекторное торможение антагонистов.
наступает
Слабое противодействие мышц антагонистов
позволяет совершать плавные движения.
Работа
многосуставных
мышц
обеспечивает
координацию движений с экономией мышечной
Тюменский колледж
энергии.
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

33. Виды работы мышц

Уступающая
(динамическая с отрицательным эффектом)
мышца, оставаясь напряженной, постепенно
расслабляется, уступая действию силы тяжести либо
действию того или иного сопротивления.
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

34.

Виды работы мышц
Преодолевающая
(динамическая с положительным
эффектом)
при которой мышца
преодолевает тяжесть
данного звена тела либо
то или иное
сопротивление и
производит работу
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

35.

Виды работы мышц
Удерживающая
(статическая)
происходит
уравновешивание действия
сопротивления, в
результате чего движение
отсутствует
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

36.

Кинематические цепи
Любое тело свободно перемещается в пространстве,
обладает шестью степенями свободы:
1. вверх и вниз
2. вперед и назад
3. вправо и влево
Если тело закреплено в одной точке, то оно не может
совершать поступательного движения, но может вращаться
относительно 3-х осей, т.е. имеет три степени свободы.
Если тело закреплено в двух точках, то оно имеет
одну степень свободы и может вращаться вокруг одной оси.
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

37.

Кинематические цепи
3 степени свободы – шаровидные и плоские суставы;
2 степени свободы – элипсовидные и седловидные
суставы;
1 степень свободы – цилиндрические и блоковидные
суставы.
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

38.

Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

39. Кинематические цепи

Все звенья опорнодвигательного аппарата
сгруппированы в систему
кинематических цепей
Звенья в этих цепях – это
элементарные рычаги
(равновесия, силы, скорости)
Выделяют два вида
кинематических цепей:
ОТКPЫТЫЕ (ОКЦ) и
ЗАКPЫТЫЕ (ЗКЦ).
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

40. Открытая кинематическая цепь

Это цепь из рычагов, дистальное звено которой
свободное (верхняя конечность)
Большая степень свободы
3
1
1
1 1 3 2
кисть
Возможность изолированных
движений в отдельных звеньях
(суставах) ОКЦ
ОКЦ может стать ЗКЦ если
конечное звено цепи получит связь
с опорой (или захват)
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.
3+1+1+2=7 – степеней свободы у кисти
3+1+1+2+3+1+1=12 - степеней свободы у пальцев

41.

Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

42. Закрытая кинематическая цепь

Невозможны изолированные
движения в одном суставе
Изменение положения в одном
суставе приводит к изменению
положения в трех суставах
При сокращении хотя бы
одной мышцы ЗКЦ,
происходит движение всех
звеньев кинематической цепи
ЗКЦ может разомкнуться
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

43.

Постоянно закрытая
кинематическая цепь
ЗКЦ не может
разомкнуться
Грудная клетка человека
состоит из 72 костных и
хрящевых элементов,
связанных подвижно в
104 точках
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

44.

ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ
геометрическая точка тела, через которую
проходит равнодействующая всех сил тяжести,
действующих на тело при любом его положении в
пространстве.
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

45. Расположение ОЦТ определяют:

1. Возраст:
новорожденные – Th5-6
2 года – L1
5 лет - L3
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

46.

Расположение ОЦТ определяют:
2. Пол
женщины –
S1 (L5 – Co1).
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.
мужчины –
L5 (L3-S5);

47.

Расположение ОЦТ определяют:
3. Конституция,
физическое развитие.
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

48.

Расположение ОЦТ определяют:
4. Положение тела
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

49.

Расположение ОЦТ определяют:
5. Фазы дыхания, перистальтика кишечника
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

50. Виды равновесия тела

ПЛОЩАДЬ ОПОРЫ – площадь
опорных поверхностей и
пространства между ними
1. Устойчивое
ОЦТ ниже площади опоры
Если тело вывести из
равновесия, оно под действием
силы тяжести вернется в
исходное положение
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

51.

Виды равновесия тела
2. Неустойчивое
ОЦТ выше площади
опоры.
Если тело вывести из
равновесия, оно падает
под действием силы
тяжести.
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

52. Условия устойчивости тела

1. Достаточная площадь опоры
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

53.

Условия устойчивости тела
2. Высота расположения ОЦТ
чем ниже, тем больше устойчивость
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

54.

Условия устойчивости тела
3. Вертикаль из ОЦТ должна падать на площадь
опоры
чем ближе к центру, тем больше устойчивость
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

55.

Условия устойчивости тела
УГОЛ УСТОЙЧИВОСТИ – это угол
между вертикалью из ОЦТ и
прямой, проведенной из ОЦТ к краю
площади опоры.
Чем больше угол устойчивости, тем
больше степень устойчивости.
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

56.

ОСАНКА
Осанка – привычная поза непринужденно, стоящего
человека. Держит прямо голову и туловище без
активного напряжения мышц.
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

57.

Виды осанки (по Аксенову)
1. Нормальная.
Степень выраженности лордозов и кифозов
равномерное.
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

58.

Виды осанки (по Аксенову)
2. Выпрямленная.
Слабо выражены изгибы.
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

59.

Виды осанки (по Аксенову)
3. Сутуловатая.
Большой шейный лордоз, маленький грудной кифоз
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

60.

Виды осанки (по Аксенову)
4. Лордотическая.
Чрезвычайно развит поясничный лордоз.
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

61.

Виды осанки (по Аксенову)
5. Кифотическая.
Особенно сильно развит грудной кифоз.
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.

62.

Благодарю за внимание!!!
Тюменский колледж
производственных и социальных
технологий, 2021 г.
English     Русский Правила